高墩隔震连续梁桥地震模拟振动台试验

为了研究高墩隔震连续梁桥的抗震及减震性能,以某实际跨海高墩连续梁桥为试验研究对象,设计制作与原模型同材料1∶10的试验模型,分别采用铅芯橡胶隔震支座、高阻尼橡胶隔震支座和摩擦摆隔震支座3种减震方式,进行高墩隔震连续梁桥的地震模拟振动台试验,设计了拼接式桥墩拼接处剪力测试方法,研究了该实际跨海大桥所在场地120年一遇、600年一遇、1 200年和2 400年一遇地震的地震波输入时,不同隔震方式对桥墩墩顶加速度、桥面加速度、桥墩墩顶剪力、桥墩拼接处剪力、墩底混凝土应变、墩底钢筋应变的影响。试验结果表明:只要隔震支座参数设计合理,3种减震方式均能有效减小桥梁的动力响应,隔震后在2 400年一遇地震时整个桥墩处于弹性状态;摩擦摆隔震支座屈服前刚度最大,需根据地震波输入强度合理设计屈服力才能起到减震作用;设计的拼接式桥墩拼接处剪力测试方法可有效测试拼接处的剪力,为拼接处拼接件的设计提供了设计依据。     

预应力混凝土连续梁桥设计参数抗震性能研究

工程实践当中,根据桥梁的力学性能、使用性能所确定的某种桥梁体系,往往出现某个特定截面不能满足要求的情况,这就要求设计者调整某些参数以达到要求.结合实际工程,在常规设计参数范围内取值,采用时程分析方法,按纵桥向和横桥向输入地震波进行分析,获得关心截面矢量随各参数变化的规律,对比分析不同参数作用下结构的抗震性能.结果表明:调整上、下部结构设计参数,均能在一定程度上提高结构特定矢量的抗震性能,简化了工程实践设计,为同等类型桥梁的快速设计提供参考.     

双塔斜拉刚构组合体系桥梁振动台试验研究

双塔斜拉刚构组合体系桥受力复杂,结构地震响应十分复杂,以永定河特大桥为背景,设计并制作了1∶ 40缩尺比例模型,进行了全桥振动台模型试验。借助CATIA-BIM模型根据相似比设计结构复杂试验模型,动力特性结果证明了模型桥的可靠性。根据模型桥试验结果可知,支座位移满足设计要求。     

基于摩擦摆支座的城市大跨连续梁桥减震性能研究

为研究摩擦摆支座在提高城市大跨连续梁桥抗震性能上的适用性,以位于8度区的（90＋170＋90） m某城市大跨连续梁桥为研究对象,对该桥摩擦摆支座进行设计,并采用非线性时程反应分析法研究摩擦摆支座的减震效果。结果表明：摩擦摆支座对城市大跨连续梁桥下部结构的纵、横向内力减震效果显著;从自复位能力的角度,摩擦摆支座的摩擦系数取值不宜过大,应根据非线性时程反应分析获得的支座最大位移量验算摩擦摆支座的自复位能力;由于该桥上部结构恒载较大,摩擦摆固定支座的静摩擦力远大于全桥的制动力,因此在不设置剪力键的条件下,也能满足桥梁的正常使用功能。     

多孔连续梁桥纵桥向抗震体系研究

以某多孔连续梁桥为工程背景,提出了4种纵桥向抗震体系:常规抗震体系、增加固定墩抗震体系、液体粘滞阻尼器抗震体系和铅芯橡胶支座抗震体系。以常规抗震体系为参照,对比分析了固定墩个数、液体粘滞阻尼器和铅芯橡胶支座对结构抗震性能的影响。研究发现:增加固定墩个数,并不一定能减小桥梁结构的地震响应;液体粘滞阻尼器在不改变桥梁在正常使用状态下结构性能的前提下,可有效降低结构的地震响应,推荐为纵桥向抗震体系;铅芯橡胶支座使全桥刚度趋于均衡,可大幅降低桥梁结构的地震响应,在兼顾正常使用的前提下,推荐为纵桥向抗震体系。     

连续梁桥非线性抗震分析与设计

本结合唐津高速公路上某连续桥梁的抗震评价分析和设计，分析了支座以及加弧形钢板后的支座和桥墩的非线性作用，并对弧形钢板的刚度选取做了对比分析和设计。     

连续梁桥与车辆耦合振动系统冲击系数的研究

将连续梁桥简化为平面梁模型，利用模态分析的方法，计算了在移动车辆振动荷载作用下，连续梁桥的动力特性。讨论了跨径和车辆移动速度变化时，车辆振动系统对连续梁桥挠度冲击系数和弯矩冲击系数的影响，比较真实地揭示出连续梁桥结构在车辆荷栽作用下的动态受力与变形本质。     

大跨度长联矮墩连续梁桥抗震性能研究

采用有限元仿真方法对福州新南港大桥主桥的地震响应进行分析,对3种隔震设计方案下桥梁的承载力、恢复刚度、耗能特性及耐久性等进行对比,通过分析位移、弯矩、剪力等参数变化评价不同方案的隔震效果,确定采用摩擦摆支座进行抗震设计,并通过参数对比分析得出了摩擦摆支座最优摩擦系数和曲率半径。     

横岗中桥V型连续梁静动载试验与分析

随着我国交通事业的发展,旧桥承载能力日益成为交通管养部门关注的问题,静动载试验是目前用以评定既有桥梁结构承载能力的有效方法。东莞市横岗中桥(V型连续梁桥),在日常桥梁检查中发现较多病害。针对这一问题,文中采用Madias有限元分析程序,确定了结构的静动载试验加载方案。并通过对静动载试验数据的分析,确定了该结构的实际承载能力及使用性能,为管养部门合理养护该桥提供了科学依据。部分结论可供同类型桥梁参考。     

基于振动台试验的桩板墙加固边坡抗震性能研究

以大型振动台模型试验为手段,以昆明市某边坡为原型,对地震作用下桩板式抗滑挡墙加固边坡的加速度、位移和动土压力响应的分布特征和变化规律进行研究。以大瑞人工波为研究对象输入地震波,设计相似比为1∶20的桩板墙加固边坡模型与自然边坡开展对比实验。研究表明：自然边坡在Ⅷ级地震烈度下,边坡体后缘产生大量张拉裂隙,后缘与母体脱空,具备滑坡的前兆特征,与自然边坡试验现象比较,桩板墙加固边坡的抗震稳定性较好,边坡在设防烈度（Ⅷ基本烈度）范围内保持稳定;当加载地震波峰值加速度相对较小时,水平加速度延高程有明显放大效应,会对自然边坡稳定性产生不利影响;当加速度相对较大时,有水平加速度延高程既出现放大现象也产生缩小现象;桩板墙加固后边坡对地震波的放大效应明显比自然边坡土体小,说明桩板墙能有效减弱边坡的震动效应;在地震动激励下,动土压力峰值随着加载地震波幅值的增大而增大,在同一加载工况下,离桩顶越远,动土压力峰值越大,桩板墙最大土压力出现在靠近桩板墙底的位置。试验结果有助于揭示该结构抗震机制,可为支挡结构的选取与桩板墙结构抗震设计提供依据。     

斜交桥梁的受力性能研究

根据结构力学中的力法原理,推导任意斜度的斜交简支梁受集中荷载作用时的内力计算公式。应用这些公式,分析斜交简支梁的受力特性,计算端部负弯矩分布区段长度,并分析荷载作用位置、弯扭刚度比、斜度等因素对它们的影响,得出一些基本结论。     

斜交弯梁桥的受力性能研究

应用结构力学中的力法原理,推导了任意斜度的斜交弯梁桥的内力计算公式。以这些公式为依据,分析了荷载作用位置、荷载类型、弯扭刚度比、斜度、圆心角等因素对斜交弯梁桥受力性能的影响,得出了一些基本结论。     

大跨度悬索桥空间力学性能研究

以某实际悬索桥为算例,建立平面计算和空间计算模型,求得悬索桥空间效应系数,并通过对该实桥方案不同车道宽、不同车道数下偏载系数的研究,得出悬索桥偏载系数与车道宽及车道数的关系。以坝陵河悬索桥为算例,探讨了悬索桥的横桥向力学性能及其影响因素。所得结论可为悬索桥设计施工提供参考。     

黏滞性阻尼器对千米级斜拉桥纵向减震效果的振动台试验研究

为了研究千米级斜拉桥纵向采用黏滞性阻尼器的减震效果,以一座主跨1 088 m的斜拉桥为工程背景,按相似理论设计制作了一座几何缩尺比为1：35的全桥振动台试验模型,通过改变塔梁间的连接方式,建立了塔梁间纵向无约束的非减震体系和塔梁间纵向采用黏滞性阻尼器的减震体系,选用4条具有代表性的地震动进行了4个振动台纵向一致激励的全桥振动台试验,然后将不同地震动输入下2种体系的试验结果进行对比分析。试验结果表明：千米级斜拉桥纵向无约束体系的地震响应受输入地震动的特性影响较大,对于长周期成分丰富,特别是对应于结构一阶周期的加速度谱和位移谱谱值较大的地震动,结构的地震响应较大;千米级斜拉桥非减震体系的地震响应同样也受输入地震动特性的影响较大;纵向采用黏滞性阻尼器的减震体系可以减小结构的梁端位移、塔顶位移以及塔底钢筋应变,但输入地震动的特性会影响黏滞性阻尼器的减震效果,对于特征周期较长、长周期成分丰富的地震动,黏滞性阻尼器的减震效果较好,而对于有明显速度脉冲的地震动,黏滞性阻尼器的减震效果相对较差,当地震动峰值加速度PGA为0.4g时,在场地人工地震动、Loma Prieta地震动作用下,梁端最大位移分别减小了62.41%、37.75%;对于有明显速度脉冲的地震动,需要选择阻尼系数更大的黏滞性阻尼器。     

钢桁梁整体焊接节点疲劳性能模型试验

整体焊接节点钢桁梁具有广阔的应用前景,其疲劳性能由整体焊接节点所决定。以长清黄河大桥为研究对象,通过理论分析和两尺度疲劳破坏试验对钢桁梁整体焊接节点的疲劳性能进行了研究。首先通过全桥杆件内力分析和多尺度疲劳损伤分析确定了控制主桁疲劳性能的整体焊接节点位置及其控制构造细节;在此基础上设计了2类共21个试验模型,其中包括20个构造细节试样模型和1个足尺节段模型,进行了疲劳破坏试验,确定了整体焊接节点控制构造细节的主导疲劳开裂模式、应力集中系数和疲劳强度。研究结果表明：节点顶板、横梁上翼缘与节点板熔透对接焊连接细节是整体焊接节点疲劳性能的控制构造细节,其主导疲劳开裂模式为从节点板焊趾起裂并沿板厚扩展;实际受力模式下,控制构造细节中节点板焊趾应力集中系数为1.163,横梁上翼缘焊趾应力集中系数为1.789;2类试验模型的宏观疲劳裂纹起裂寿命均占总疲劳寿命的75%以上,故将2类试验模型的疲劳失效判据统一定义为出现宏观疲劳裂纹;基于此,2类试验模型所得到的控制构造细节疲劳强度等级基本一致;控制构造细节2种开裂模式名义应力疲劳强度等级均建议采用公路钢结构桥梁设计规范中的FAT80,热点应力疲劳强度均建议采用欧规中的FAT90。     

沪杭客专特大桥主梁混凝土徐变性能研究

采用"葫芦串"预应力加载方法,研究水泥等级、粉煤灰掺量、胶凝材料总量和功能组分对高性能混凝土徐变性能的影响.结果表明:高性能混凝土徐变在加载100 d后趋于稳定;PⅡ 52.5水泥配制的高性能混凝土徐变系数明显低于PO 42.5水泥配制的;8%掺量粉煤灰极大地降低了高性能混凝土的徐变系数,继续增加粉煤灰掺量,反而增大了徐变系数;440～480 kg/m3范围内的胶凝材料总量对高性能混凝土的徐变系数影响不大;减缩剂显著地降低了高性能混凝土的徐变系数,单掺纤维以及双掺纤维和减缩剂均增加了高性能混凝土的徐变系数.提出配制低徐变值混凝土的技术要点:优选52.5级水泥,粉煤灰掺量不宜大于10%,不使用纤维,建议使用减缩剂.根据研究结果配制的混凝土在沪杭客专特大桥主梁中得到应用.     

超大跨度混合梁斜拉桥非线性受力分析研究

为研究非线性因素对超大跨度混合梁斜拉桥的影响,结合鄂东长江公路大桥,对该类桥梁在多阶段、多效应耦合影响下的非线性受力特性进行系统、定量的分析。采用RM2006建立鄂东长江公路大桥主桥模型,分析该桥在施工、成桥、运营阶段中不同非线性因素及不同荷载作用下的非线性影响。分析结果表明:超大跨度混合梁斜拉桥在施工和成桥阶段均存在非线性影响;施工阶段结构在风荷载、温度荷载作用下的非线性影响较明显;成桥状态下钢箱梁、桥塔及斜拉索受几何非线性因素影响较明显,边跨混凝土箱梁受非线性效应与温度荷载效应耦合作用的影响较大。     

桥梁体外FRP索应力的分布式光纤检测试验研究

以单模光纤测量AFRP索的应变为例，对BOTDR分布式光纤传感技术用于检测桥梁体外FRP拉索应力（应变）的可行性进行了试验研究。单根索的循环张拉试验表明，50次循环后BOTDR所得应变与位移计所得应变的相关系数仍迭0．998。体外预应力T形截面桥梁模型受弯试验中，BOTDR对体外四折线形预应力AFRP拉索应变的测量结果与应变计测量结果的相对误差基本在5％以内。研究表明，紧套单模光纤柔软纤细，粘贴工艺简单，能准确地测得被测索的应变。     

开孔板连接件抗剪性能试验研究

开孔板连接件是用于钢与混凝土结合的新型连接件,具有很大的抗剪刚度、强度及抗疲劳性能。对开孔板连接件分别处于正立、侧立、倒立,及其有无贯通钢筋进行抗剪性能试验研究,得到设置贯通钢筋可以大幅度提高抗剪承载力和延性,所处受力状态不同对抗剪刚度和使用阶段承载力影响较大,但对极限承载力影响并不明显等结果。     

大跨预应力混凝土变截面斜交连续梁桥设计

以眉山市南河大桥主桥(75 m+125 m+75预应力混凝土变截面连续梁)为背景,对大跨径预应力混凝土悬臂浇筑斜交连续梁桥的总体布置、主梁构造、节段划分、预应力钢束布置、主梁纵横向受力、箱梁截面应力控制原则等相关内容进行总结,并针对连续箱梁斜交端部构造处理、斜交支承反力分配等问题进行探讨,以期为以后同类型桥梁设计提供参考。